DE102016119457A1

DE102016119457A1 - Werkzeug und Werkzeugmaschine sowie Verfahren zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE102016119457A1
Application number: DE102016119457.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Kappes; Rainer Hank; Alexander Tatarczyk; Simon Ockenfuß
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und Werkzeugmaschine sowie Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen mit einem Oberwerkzeug (11) und mit einem Unterwerkzeug (9), die zur Bearbeitung des dazwischen angeordneten Werkstücks (10) in einer Hubrichtung aufeinander zubewegbar sind und das Oberwerkzeug (11) einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (35) liegen und mit einer dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend am Grundkörper (33) angeordneten Werkzeugkörper (39), der eine Biegekante (38) aufweist und das Unterwerkzeug (9) einen Grundkörper (41) aufweist, der einen Drehkörper (52) aufnimmt, welcher in eine Richtung der Biegekante (38) des Werkzeugkörpers (39) verlaufenden Drehachse (54) drehbar ist, wobei der Grundkörper (33) des Oberwerkzeuges (11) senkrecht zur Positionsachse (35) in Hubrichtung gesehen eine Projektionsfläche (P) bildet und die Biegekante (38) des Werkzeugkörpers (39) tangential an die Projektionsfläche (P) angrenzt oder außerhalb der Projektionsfläche (P) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen.
Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der EP 2 527 058 B1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Werkzeugmaschine in Form einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken, wobei ein Oberwerkzeug an einer Hubvorrichtung vorgesehen ist, welche gegenüber einem zu bearbeitenden Werkstück entlang einer Hubachse in Richtung auf das Werkstück und in der Gegenrichtung verfahrbar ist. In der Hubachse und dem Oberwerkzeug gegenüberliegend ist ein Unterwerkzeug vorgesehen, welches zu einer Unterseite positioniert ist. Eine Hubantriebsvorrichtung für eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs wird durch ein Keilgetriebe angesteuert. Die Hubantriebsvorrichtung mit dem daran angeordneten Oberwerkzeug ist längs einer Positionierachse mit einem motorischen Antrieb verfahrbar. Das Unterwerkzeug wird dabei synchron mit einem motorischen Antrieb zum Oberwerkzeug verfahren.
Aus der DE 290 18 936 U1 ist eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Blechen bekannt. Diese Werkzeugmaschine umfasst eine Bearbeitungsstation, an welcher Werkzeugaufnahmen für miteinander zusammenwirkende und unter Bearbeitung des Werkstücks relativ zueinander in einer Hubachse bewegbares Oberwerkzeug und Unterwerkzeug vorgesehen sind. Das Ober- und Unterwerkzeug kann wahlweise für die verschiedenartige Werkstückbearbeitung ausgewechselt werden. Für eine Biegebearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks, insbesondere eines Bleches, ist ein Biegewerkzeug vorgesehen, welches ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug umfasst, wobei am Oberwerkzeug ein Druckkörper mit einer Biegekante vorgesehen ist. Das Unterwerkzeug weist einen mit dem Druckkörper beziehungsweise der Biegekante zusammenwirkenden Drehkörper auf, welcher um eine parallel zur Biegekante des Druckkörpers verlaufende Drehachse drehbar am Grundkörper des Unterwerkzeugs aufgenommen ist. Dieser Druckkörper weist einen Betätigungsschenkel sowie einen dem Betätigungsschenkel an der Drehachse des Drehkörpers gegenüberliegenden Druckschenkel auf, wobei der Drehkörper bei Einnahme einer Ruhestellung mit der Auflagefläche am Grundkörper des Unterwerkzeugs fluchtend oder gegenüber dieser in Hubrichtung zurückversetzt angeordnet ist. Durch eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug beziehungsweise bei einer Relativbewegung des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug beaufschlagt der Druckkörper den Betätigungsschenkel des Drehkörpers am Unterwerkzeug. Dadurch wird dieser aus einer Ruhestellung um die Drehachse in eine Arbeitsstellung geschwenkt, wodurch der Drehschenkel unter biegender Verformung des Werkstücks in Richtung auf den Druckkörper des Oberwerkzeugs zuschwenkt. Bei dieser Anordnung des Druckkörpers ist vorgesehen, dass die Biegekante um die Materialstärke des zu bearbeitenden Werkstücks gegenüber der Hubachse des Oberwerkzeugs versetzt ist. Während einer biegenden Verformung des Werkstückes erfolgt die Relativbewegung des Oberwerkzeugs und Unterwerkzeugs in einer gemeinsamen Achse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug sowie eine Werkzeugmaschine als auch ein Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Umformen von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, durch welche die Flexibilität in einer Länge einer abzukantenden Lasche an Werkstücken erhöht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Umformen von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die außerhalb der Projektionsfläche des Grundkörpers angeordnete Biegekante eines Werkzeugkörpers wird ermöglicht, dass die Länge bei einer an einem Werkstück zu biegenden Lasche oder einer abgekanteten Laschen nicht mehr durch einen Abstand zwischen einer Biegekante des Werkzeugkörpers und einer Unterseite des Grundkörpers des Oberwerkzeugs begrenzt ist, sondern vielmehr größere Längen der Lasche beziehungsweise Abkanthöhen ermöglicht werden. Durch die außermittig zum Werkzeugkörper, insbesondere außerhalb der Projektionsfläche des Grundkörpers des Oberwerkzeugs, angeordneten Biegekante wird die Flexibilität in der Länge der abgekanteten Lasche erhöht.
Des Weiteren weist durch eine solche Anordnung der Biegekante an einem Werkzeugkörper außermittig und außerhalb der Projektionsfläche des Grundkörpers des Oberwerkzeuges den Vorteil auf, dass eine Mehrfachabkantung oder ein mehrfaches Biegen mit längeren Laschen ermöglicht wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Projektionsfläche durch eine Umfangsfläche des Grundkörpers des Oberwerkzeuges bestimmt ist. Die Umfangsfläche des Grundkörpers wird dabei entlang der Positionsachse des Oberwerkzeugs quasi bis in die Ebene der Biegekante verlagert und die Biegekante des Werkzeugkörpers wird dabei tangential angrenzend oder außerhalb dieser Projektionsfläche durch den Werkzeugkörper festgelegt. Diese Umfangsfläche des Grundkörpers ist unter anderem durch eine Kassette im Magazin bestimmt, in welcher diese Werkzeuge gespeichert werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Werkzeugkörper eine an die Biegekante angrenzende Basisfläche und gegenüberliegend eine an die Biegekante angrenzende geneigte Fläche aufweist. Dadurch kann der Winkel der Abkantung bestimmt werden. Vorteilhafterweise ist die Basisfläche parallel zur Werkstückebene ausgerichtet. Die geneigte Fläche ist zur Basisfläche vorteilhafterweise in einem Winkel von weniger 90 ° angeordnet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass diese geneigte Fläche einen Winkel von größer 90 ° aufweist, wodurch dann Abkantungen ermöglicht werden, welche gegenüber der Werkstückebene einen Winkel von größer 90 ° aufweisen.
Der Werkzeugkörper kann mittels einer Anschlussfläche unmittelbar in den Grundkörper übergehen, so dass der Grundkörper und Werkzeugkörper einteilig ausgebildet sind. Alternativ kann der Werkzeugkörper und Einspannzapfen einteilig ausgebildet sein und ein Justierring als Klemmring mit dem daran angeordneten Justierkeil vorgesehen sein. Ebenso kann ein einteiliges Oberwerkzeug ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Positionsachse des Oberwerkzeugs im Anschlussabschnitt des Werkzeugkörpers liegt. Dadurch kann trotz der außermittig und beabstandet zur Positionsachse angeordneten Biegekante noch eine hinreichende Steifigkeit und Kraftübertragung ermöglicht sein.
Eine Ausführungsform des Oberwerkzeugs sieht vor, dass der Werkzeugkörper, an welchem die Biegekante vorgesehen ist, eine Längsachse aufweist, die geneigt zur Positionierachse ist. Durch die Neigung und/oder Länge kann auch eine herzustellende Länge der Abkantung oder Lasche bestimmt sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Werkzeugmaschine gelöst, bei welcher ein Oberwerkzeug vorgesehen ist, welches entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse positionierbar ist und mit einer motorischen Antriebsanordnung entlang der oberen Positionierachse verfahrbar ist. Des Weiteren ist ein Unterwerkzeug vorgesehen, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet und entlang einer unteren Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf das Oberwerkzeug und in Gegenrichtung bewegbar ist und entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeugs ausgerichtet und mit einer motorischen Antriebsanordnung entlang der unteren Positionierachse verfahrbar ist. Die Werkzeugmaschine weist eine Steuerung auf, durch welche die motorische Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs ansteuerbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges entlang der oberen Positionierachse und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind und ein Werkzeug nach einem der vorbeschriebenen Ausführungsformen eingesetzt wird. Dies ermöglicht, dass das Ober- und/oder Unterwerkzeug entlang deren Positionierachsen unabhängig und relativ zueinander verfahrbar sind, so dass in Abhängigkeit der Materialstärke des zu bearbeitenden Werkstücks in einfacher Weise eine Positionierung einer Biegekante des Werkzeugkörpers zum Drehkörper des Unterwerkzeugs ermöglicht ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug mit einer Drehbewegung und/oder einer Verfahrbewegung entlang der Positionsachsen jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Dadurch werden individuelle Einstellungen ermöglicht. Durch diese Möglichkeit zur Ansteuerung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges kann auch der Vorteil erzielt werden, dass beispielsweise bei einer Mehrfachbiegung oder Mehrfachumkantung bei einer Mehrfachbiegung, die wiederum auf das Oberwerkzeug gerichtet ist, die Biegekante durch eine Verfahr- und/oder Schwenkbewegung aus der Mehrfachbiegung herausgeführt werden kann, um anschließend eine einfache Hubbewegung durchzuführen, so dass das Ober- und Unterwerkzeug für den nächsten Arbeitshub wieder vorbereitet sein kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, bei welchen ein Werkzeug gemäß einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen eingesetzt wird und das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug zumindest mit einer Hubbewegung angesteuert werden, bei der die Positionsachsen parallel zueinander beabstandet werden. Durch die unabhängige Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs und/oder Unterwerkzeugs entlang der oberen Positionierachse und unteren Positionierachse ist ermöglicht, dass durch eine Einstellung eines Abstandes des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs unter Berücksichtigung der außermittigen Anordnung der Biegekante am Oberwerkzeug ermöglicht wird. Dabei kann auch die Materialstärke für das zu bearbeitende Werkstück in einfacher Weise berücksichtigt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Abstand der Positionsachsen zwischen dem Unterwerkzeug und dem Oberwerkzeug derart angesteuert wird, dass sich der Achsabstand der Positionsachsen aus dem Abstand der Biegekante zur Positionsachse am Grundkörper des Oberwerkzeugs und zumindest aus einer Materialstärke des zu bearbeitenden Werkstückes ergibt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug eine Hubbewegung angesteuert wird, bei welcher in einer ersten Hubphase das Oberwerkzeug entlang einer Hubbewegung außerhalb der Hubphase angesteuert wird und kurz vor dem Aufliegen der Biegekante des Werkzeugkörpers auf dem Werkstück oder beim Aufliegen auf dem Werkstück eine zweite Hubphase entlang der Hubachse eingeleitet wird. Diese alternative Ausführungsform ermöglicht, dass auch ein Anfahren des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug abweichend von einer Verfahrbewegung ausschließlich entlang der Hubachse ermöglicht wird. Dies kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn eine zweite oder weitere Biegung oder Abkantung in die Lasche einzubringen ist und ein direktes Anfahren des Oberwerkzeugs auf das Unterwerkzeug entlang der Hubachse nicht mehr möglich ist.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
2 eine schematisierte Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Hubantriebsvorrichtung und eines motorischen Antriebes gemäß 1,
3 ein schematisches Diagramm einer überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß 1,
4 ein schematisches Diagramm einer weiteren überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß 1,
5 eine schematische Ansicht von oben auf die Werkzeugmaschine gemäß 1 mit Werkstückauflageflächen
6 eine schematische Seitenansicht eines Werkzeuges, welches ein Oberwerkzeug und ein im Schnitt dargestelltes Unterwerkzeug umfasst,
7 eine schematische Ansicht von oben auf das Oberwerkzeug,
8 eine schematische Ansicht von oben auf das Unterwerkzeug,
9–13 schematische Darstellung der Werkstückbearbeitung mit dem Werkzeug nach 6,
14 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückes nach der Bearbeitung mit dem Werkzeug gemäß 6,
15 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Oberwerkzeugs und
16 eine schematische Seitenansicht eines alternativen Werkzeugs mit einem Werkstück mit einer Mehrfachabkantung.
In 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 dargestellt, welche als Stanzpresse ausgebildet ist. Diese Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Tragstruktur mit einem geschlossenen Maschinenrahmen 2. Dieser umfasst zwei horizontale Rahmenschenkel 3, 4 sowie zwei vertikale Rahmenschenkel 5 und 6. Der Maschinenrahmen 2 umschließt einen Rahmeninnenraum 7, der den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine 1 mit einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 9 bildet.
Die Werkzeugmaschine 1 dient zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken 10, welche der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellt sind und können zu Bearbeitungszwecken im Rahmeninnenraum 7 angeordnet werden. Ein zu bearbeitendes Werkstück 10 wird auf eine im Rahmeninnenraum 7 vorgesehene Werkstückabstützung 8 abgelegt. In einer Aussparung der Werkstückabstützung 8 ist am unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 des Maschinenrahmens 2 das Unterwerkzeug 9 beispielsweise in Form einer Stanzmatrize gelagert. Diese Stanzmatrize kann mit einer Matrizenöffnung versehen sein. Bei einer Stanzbearbeitung taucht in die Matrizenöffnung des als Stanzmatrize ausgebildeten Unterwerkzeuges das als Stanzstempel ausgebildete Oberwerkzeug 11 ein.
Das Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 kann anstelle von einem Stanzstempel und einer Stanzmatrize auch als ein Biegestempel sowie eine Biegematrize zum Umformen von Werkstücken 10 eingesetzt werden.
Das Oberwerkzeug 11 ist in einer Werkzeugaufnahme an einem unteren Ende eines Stößels 12 fixiert. Der Stößel 12 ist Teil einer Hubantriebsvorrichtung 13, mittels derer das Oberwerkzeug 11 in eine Hubrichtung entlang einer Hubachse 14 bewegt werden kann. Die Hubachse 14 verläuft in Richtung der Z-Achse des Koordinatensystems einer in 1 angedeuteten numerischen Steuerung 15 der Werkzeugmaschine 1. Senkrecht zur Hubachse 14 kann die Hubantriebsvorrichtung 13 längs einer Positionierachse 16 in Richtung des Doppelpfeils bewegt werden. Die Positionierachse 16 verläuft in Richtung der Y-Richtung des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Die das Oberwerkzeug 11 aufnehmende Hubantriebsvorrichtung 13 wird mittels eines motorischen Antriebs 17 längs der Positionierachse 16 verfahren.
Die Bewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und die Positionierung der Hubantriebsvorrichtung 13 entlang der Positionierachse 16 erfolgen mittels eines motorischen Antriebes 17 in Form einer Antriebsanordnung 17, insbesondere Spindelantriebsanordnung, mit einer in Richtung der Positionierachse 16 verlaufenden und mit dem Maschinenrahmen 2 fest verbundenen Antriebsspindel 18. Geführt wird die Hubantriebsvorrichtung 13 bei Bewegungen längs der Positionierachse 16 an drei Führungsschienen 19 des oberen Rahmenschenkels 3, von denen in 1 zwei Führungsschienen 19 zu erkennen sind. Die eine übrige Führungsschiene 19 verläuft parallel zur sichtbaren Führungsschiene 19 und ist von dieser in Richtung X-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15 beabstandet. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 13. Der gegenseitige Eingriff der Führungsschiene 19 und der Führungsschuhe 20 ist dergestalt, dass diese Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und den Führungsschuhen 20 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist die Hubvorrichtung 13 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 aufgehängt. Ein weiterer Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist ein Keilgetriebe 21, durch welches eine Lage des Oberwerkzeuges 11 relativ zum Unterwerkzeug 9 einstellbar ist.
Das Unterwerkzeug 9 ist entlang einer unteren Positionierachse 25 verfahrbar aufgenommen. Diese untere Positionierachse 25 verläuft in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Vorzugsweise ist die untere Positionierachse 25 parallel zur oberen Positionierachse 16 ausgerichtet. Das Unterwerkzeug 9 kann unmittelbar an der unteren Positionierachse 16 mit einer motorischen Antriebsanordnung 26 entlang der Positionierachse 25 verfahren werden. Alternativ oder ergänzend kann das Unterwerkzeug 9 auch an einer Hubantriebsvorrichtung 27 vorgesehen sein, welche entlang der unteren Positionierachse 25 mittels der motorischen Antriebsanordnung 26 verfahrbar ist. Diese Antriebsanordnung 26 ist bevorzugt als Spindelantriebsanordnung ausgebildet. Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 kann im Aufbau der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 entsprechen. Ebenfalls kann die motorische Antriebsanordnung 26 der motorischen Antriebsanordnung 17 entsprechen.
Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 ist ebenfalls an einem unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 zugeordneten Führungsschienen 19 verschiebbar gelagert. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 27, so dass die Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 am Unterwerkzeug 9 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist auch die Hubantriebsvorrichtung 27 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 und beabstandet zu den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 aufgehängt. Auch die Hubantriebsvorrichtung 27 kann ein Keilgetriebe 21 umfassen, durch welches die Lage beziehungsweise Höhe des Unterwerkzeuges 9 entlang der Z-Achse einstellbar ist.
Durch die numerische Steuerung 15 können sowohl die motorischen Antriebe 17 für eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 entlang der oberen Positionierachse 16, als auch der oder die motorischen Antriebe 26 für eine Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges 9 entlang der unteren Positionierachse 25 unabhängig voneinander angesteuert werden. Somit ist das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 synchron in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems verfahrbar. Ebenso kann eine unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 auch in verschiedene Richtungen angesteuert werden. Diese unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 kann zeitgleich angesteuert werden. Durch die Entkopplung der Verfahrbewegung zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 kann eine erhöhte Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken 10 erzielt werden. Auch kann das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 zur Bearbeitung der Werkstücke 10 in vielfältiger Weise ausgebildet sein.
Ein Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist das Keilgetriebe 21, welches in 2 dargestellt ist. Das Keilgetriebe 21 umfasst zwei antriebsseitige Keilgetriebeelemente 122, 123, sowie zwei abtriebsseitige Keilgetriebeelemente 124, 125. Letztere sind konstruktiv zu einer Baueinheit in Form eines abtriebsseitigen Doppelkeils 126 zusammengefasst. An dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ist der Stößel 12 um die Hubachse 14 drehbar gelagert. Eine motorische Drehantriebsvorrichtung 128 ist in dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 untergebracht und verfährt den Stößel 12 bei Bedarf entlang der Hubachse 14. Dabei ist sowohl eine Links- als auch eine Rechtsdrehung des Stößels 12 gemäß dem Doppelpfeil in 2 möglich. Eine Stößellagerung 129 ist schematisch dargestellt. Zum einen erlaubt die Stößellagerung 129 reibungsarme Drehbewegungen des Stößels 12 um die Hubachse 14, zum anderen lagert die Stößellagerung 129 den Stößel 12 in axialer Richtung und trägt dementsprechend Lasten, die auf den Stößel 12 in Richtung der Hubachse 14 wirken, in den abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ab.
Der abtriebsseitige Doppelkeil 126 wird durch eine Keilfläche 130, sowie durch eine Keilfläche 131 des abtriebsseitigen Getriebeelementes 125 begrenzt. Den Keilflächen 130, 131 der abtriebsseitigen Keilgetriebeelemente 124, 125 liegen Keilflächen 132, 133 der antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 gegenüber. Durch Längsführungen 134, 135 sind das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 124, sowie das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 125 in Richtung der Y-Achse, das heißt in Richtung der Positionierachse 16 der Hubantriebsvorrichtung 13, relativ zueinander bewegbar geführt.
Das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 verfügt über eine motorische Antriebseinheit 138, das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 über eine motorische Antriebseinheit 139. Beide Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam bilden die Spindelantriebsanordnung 17.
Den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam ist die in 1 gezeigte Antriebsspindel 18 sowie die an dem Maschinenrahmen 2 gelagerte und folglich tragstrukturseitige Hubantriebsvorrichtung 13, 27.
Zu den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 werden die antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 derart betrieben, dass diese sich entlang der Positionierachse 16 beispielsweise aufeinander zu bewegen, wodurch sich eine Relativbewegung zwischen den antriebsseitigen Keilgetriebeelementen 122, 123 einerseits und den abtriebsseitigen Keilgetriebeelementen 124, 125 anderseits ergibt. Infolge dieser Relativbewegung wird der abtriebsseitige Doppelkeil 126 und der daran gelagerte Stößel 12 entlang der Hubachse 14 nach unten bewegt. Der an dem Stößel 12 beispielsweise als Oberwerkzeug 11 montierte Stanzstempel führt einen Arbeitshub aus und bearbeitet dabei ein auf der Werkstückauflage 28, 29 bzw. der Werkstückabstützung 8 gelagertes Werkstück 10. Durch eine entgegengesetzte Bewegung der Antriebskeilelemente 122, 123 wird der Stößel 12 wiederum entlang der Hubachse 14 angehoben bzw. nach oben bewegt.
Die vorbeschriebene Hubantriebsvorrichtung 13 gemäß 2 ist bevorzugt baugleich als untere Hubantriebsvorrichtung 27 ausgebildet und nimmt das Unterwerkzeug 9 auf.
In 3 ist ein schematisches Diagramm einer möglichen Hubbewegung des Stößels 12 dargestellt. Das Diagramm zeigt einen Hubverlauf entlang der Y-Achse und der Z-Achse. Durch eine überlagerte Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und entlang der Positionierachse 16 kann beispielsweise eine schräg verlaufende Hubbewegung des Hubstößels 12 nach unten auf das Werkstück 10 zu angesteuert werden, wie dies durch die erste Gerade A dargestellt ist. Darauffolgend nach Durchführung des Hubes kann der Stößel 12 beispielsweise senkrecht abgehoben werden, wie dies durch die Gerade B dargestellt ist. Anschließend erfolgt beispielsweise eine ausschließliche Verfahrbewegung entlang der Y-Achse gemäß der Geraden C, um den Stößel 12 für eine neue Arbeitsposition zum Werkstück 10 zu positionieren. Darauffolgend kann sich beispielsweise die zuvor beschriebene Arbeitsabfolge wiederholen. Sofern für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Werkstück 10 auf der Werkstückauflagefläche 28, 29 verfahren wird, kann auch eine Verfahrbewegung entlang der Geraden C entfallen.
Die im Diagramm in 3 dargestellte mögliche Hubbewegung des Stößels 12 am Oberwerkzeug 11 ist bevorzugt mit einem stillstehend gehaltenen Unterwerkzeug 9 kombiniert. Dabei ist das Unterwerkzeug 9 derart innerhalb des Maschinenrahmens 2 positioniert, dass am Ende eines Arbeitshubes des Oberwerkzeuges 11 das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 eine definierte Position einnehmen.
Dieser beispielhafte überlagerte Hubverlauf kann sowohl für das Oberwerkzeug 11 als auch das Unterwerkzeug 9 angesteuert werden. In Abhängigkeit der zu erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes 10 kann eine überlagerte Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges 11, 9 angesteuert werden.
In 4 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, welches eine Hubbewegung des Stößels 12 gemäß der beispielhaft dargestellten Linie D entlang einer Y-Achse und einer Z-Achse darstellt. Abweichend zu 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Hubbewegung des Stößels 12 einen Kurvenverlauf oder Bogenverlauf durchlaufen kann, indem eine Überlagerung der Verfahrbewegungen in Y-Richtung und Z-Richtung entsprechend durch die Steuerung 15 angesteuert wird. Durch eine solche flexible Überlagerung der Verfahrbewegungen in X- und Z-Richtung lassen sich spezifische Bearbeitungsaufgaben lösen. Die Ansteuerung eines solchen Kurvenverlaufes kann für das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 vorgesehen sein.
In 5 ist eine schematische Ansicht auf die Werkzeugmaschine 1 gemäß 1 dargestellt. An dem Maschinenrahmen 2 der Werkzeugmaschine 1 erstreckt sich seitlich jeweils eine Werkstückauflage 28, 29. Die Werkstückauflage 28 kann beispielsweise einer nicht näher dargestellten Beladestation zugeordnet sein, durch welche unbearbeitete Werkstücke 10 auf die Werkstückauflagefläche 28 aufgelegt werden. An die Werkstückauflagefläche 28, 29 angrenzend ist eine Vorschubeinrichtung 22 vorgesehen, welche mehrere Greifer 23 umfasst, um das auf die Werkstückauflage 28 aufgelegte Werkstück 10 zu greifen. Mittels der Vorschubeinrichtung 22 wird das Werkstück 10 in X-Richtung durch den Maschinenrahmen 2 hindurchgeführt. Vorzugsweise kann die Vorschubeinrichtung 22 auch in Y-Richtung verfahrbar angesteuert werden. Dadurch kann eine freie Verfahrbewegung des Werkstücks 10 in der X-Y Ebene vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe kann das Werkstück 10 durch die Vorschubeinrichtung 22 sowohl in X-Richtung als auch entgegen der X-Richtung bewegbar sein. Diese Verfahrbewegung des Werkstücks 10 kann auf eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 in und entgegen der Y-Richtung für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepasst sein.
Der Werkstückauflage 28 gegenüberliegend ist die weitere Werkstückauflage 29 am Maschinenrahmen 2 vorgesehen. Diese kann beispielsweise einer Entladestation zugeordnet sein. Alternativ kann die Be- und Entladung des unbearbeiteten Werkstücks 10 und bearbeiteten Werkstücks 10 mit Werkstücken 81 auch derselben Werkstückauflage 28, 29 zugeordnet sein.
Die Werkzeugmaschine 1 kann des Weiteren eine Laserbearbeitungsvorrichtung 201, insbesondere eine Laserschneidmaschine, aufweisen, welche nur schematisch in einer Draufsicht in 5 dargestellt ist. Diese Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann beispielsweise als eine CO₂-Laserschneidmaschine ausgebildet sein. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 umfasst eine Laserquelle 202, welche einen Laserstrahl 203 erzeugt, der mittels einer schematisch dargestellten Strahlführung 204 zu einem Laserbearbeitungskopf, insbesondere Laserschneidkopf 206, geführt und in diesem fokussiert wird. Danach wird der Laserstrahl 204 durch eine Schneiddüse senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes 10 ausgerichtet, um das Werkstück 10 zu bearbeiten. Der Laserstrahl 203 wirkt am Bearbeitungsort, insbesondere Schneidort vorzugsweise gemeinsam mit einem Prozessgasstrahl auf das Werkstück 10 ein. Die Schneidstelle, an welcher der Laserstrahl 203 auf das Werkstück 10 auftrifft, ist benachbart zur Bearbeitungsstelle des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9.
Der Laserschneidkopf 206 ist durch einen Linearantrieb 207 mit einem Linearachsensystem zumindest in Y-Richtung, vorzugsweise in Y- und Z-Richtung, verfahrbar. Dieses Linearachsensystem, welches den Laserschneidkopf 206 aufnimmt, kann dem Maschinenrahmen 2 zugeordnet, daran befestigt oder darin integriert sein. Unterhalb eines Arbeitsraumes des Laserschneidkopfes 206 kann eine Strahldurchtrittsöffnung in der Werkstückauflage 28 vorgesehen sein. Vorzugsweise kann unterhalb der Strahldurchtrittsöffnung eine Strahlauffangvorrichtung für den Laserstrahl 21 vorgesehen sein. Die Strahldurchtrittsöffnung und gegebenenfalls die Strahlauffangvorrichtung können auch als eine Baueinheit ausgebildet sein.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann alternativ auch einen Festkörperlaser als Laserquelle 202 aufweisen, dessen Strahlung mit Hilfe eines Lichtleitkabels zum Laserschneidkopf 206 geführt wird.
Die Werkstückauflage 28, 29 kann sich bis unmittelbar an die Werkstückabstützung 8 erstrecken, welche das Unterwerkzeug 9 zumindest teilweise umgibt. Innerhalb eines sich dazwischen ergebenden Freiraumes ist das Unterwerkzeug 9 entlang der unteren Positionierachse 25 in und entgegen der Y-Richtung verfahrbar.
Auf der Werkstückauflage 28 liegt beispielsweise ein bearbeitetes Werkstück 10 auf, bei welchem ein Werkstückteil 81 von einem Schneidspalt 83 beispielsweise durch eine Stanzbearbeitung oder durch eine Laserstrahlbearbeitung bis auf eine Restverbindung 82 freigeschnitten ist. Durch diese Restverbindung wird das Werkstück 81 in dem Werkstück 10 bzw. dem verbleibenden Restgitter gehalten. Zum Abtrennen des Werkstückteils 81 vom Werkstück 10 wird das Werkstück 10 mittels der Vorschubeinrichtung 22 zum Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 für einen Abstanz- und Ausschleusschritt positioniert. Dabei wird die Restverbindung 82 durch einen Stanzhub des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 getrennt. Das Werkstückteil 81 kann beispielsweise durch teilweises Absenken der Werkstückabstützung 8 nach unten ausgeschleust werden. Alternativ kann bei größeren Werkstückteilen 81 das freigeschnittene Werkstückteil 81 wieder zurück auf die Werkstückauflage 28 oder auf die Werkstückauflage 29 übergeführt werden, um das Werkstückteil 81 und das Restgitter zu entladen. Auch können kleine Werkstückteile 81 gegebenenfalls durch eine Öffnung im Unterwerkzeug 9 ausgeschleust werden.
In 6 ist ein Werkzeug 31 als ein Dreh-/Biegewerkzeug dargestellt. Dieses Werkzeug 31 umfasst ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 9. Das Oberwerkzeug 11 umfasst einen Grundkörper 33, an welchem ein Einspannschaft 34 angeordnet ist. Dieser kann um eine Positionsachse 35 drehbar in einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 angeordnet sein. An dem Grundkörper 33 kann des Weiteren ein Indexierkeil 36 vorgesehen sein, um einen an dem Grundkörper 33 vorgesehenen Werkzeugkörper 39 auszurichten. Der Werkzeugkörper 39 ist dem Einspannschaft 34 gegenüberliegend am Grundkörper 33 vorgesehen. Dieser umfasst am freien äußeren Ende eine Biegekante 38, von welcher aus sich eine Basisfläche 43 und eine geneigte Fläche 44 in Richtung zum Grundkörper 33 erstrecken kann. Der Werkzeugkörper 39 umfasst eine Längsachse 40. Diese Längsachse 40 kann gegenüber der Positionsachse 35 geneigt sein.
Das Unterwerkzeug 9, welches in 8 in einer Draufsicht dargestellt ist, umfasst einen Grundkörper 41, an dem ein nicht näher dargestelltes Indexierelement zur Ausrichtung des Oberwerkzeugs 11 in einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 vorgesehen sein kann. Der Grundkörper 41 nimmt einen Lagerbock 51 auf, an welchem ein teilzylindrischer Kantbolzen 52 in einer entsprechenden Ausnehmung 53 um eine Drehachse 54 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 54 des Kantbolzens 52 erstreckt sich dabei parallel zur Biegekante 38. Der Rand der Ausnehmung 53 ist zur wirksamen Drehführung des Kantbolzens 52 in 6 an ihrer rechten Seite mit einem überhöhten Teil 55 versehen. Der Lagerbock ruht auf der Basis des topfartig ausgebildeten Grundkörpers 41 des Unterwerkzeugs 9. Zu seiner Positionierung gegenüber dem Grundkörper 41 dienen Stifte 56, zu seiner Befestigung an dem Grundkörper 41 Befestigungsschrauben 57. An dem Lagerbock 51 einseitig abgestützt ist eine Rückstellfeder 58, die an ihrem freien Ende den Kantbolzen 52 mit radialem Abstand von dessen Drehachse 54 beaufschlagt.
Am Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ist eine Auflagefläche 47 vorgesehen, welche entlang einer Positionsachse 48 des Grundkörpers 41, welcher auch eine Längsachse bildet, beweglich sich am Grundkörper 41 abstützt. Zur Abstützung der Werkstückauflage 47 dient dabei ein Federelement 59, beispielsweise in Form eines ringförmigen Gummipuffers oder von Spiralfedern oder dergleichen. Dadurch ist ein Deckelteil 61, welches die Werkstückauflage 47 umfasst, mit einem an dem Deckelteil 61 nach unten weisenden Rand gegenüber einem nach oben weisenden Rand des Grundkörpers 41 zum Grundkörper 41 aufwärts und abwärts bewegbar geführt. An der Auflagefläche 47 ist eine Öffnung beziehungsweise Aussparung 46 vorgesehen, innerhalb derer der Kantbolzen 52 angeordnet ist. Der Kantbolzen 52 weist eine in Richtung auf seine Drehachse 54 verlaufende Nut auf, deren Längswandungen von einem Betätigungsschenkel 65 und einem den Betätigungsschenkel 65 an der Drehachse 53 gegenüberliegenden Druckschenkel 66 ausgebildet werden. Der Öffnungswinkel der Nut 63 beträgt beispielsweise 84,5 ° bei einer Dicke des Werkstücks von 1mm und 1,5mm und 80 °bei einer Dicke des Werkstücks von 2mm. Eine Auflaufschräge 67 kann den Übergang zwischen der Auflagefläche 47 und dem Rand des Deckelteils 61 bilden. In dem Deckelteil 61 sind Öffnungslängsränder 68 abgerundet und vorzugsweise poliert.
Ergänzend ist an dem Grundkörper 51 noch ein Schmiernippel 69 vorgesehen, der das Einbringen von Schmiermittel in den Bereich der Teilzylindrischen Berührungsflächen zwischen dem Lagerbock 51 und dem daran drehbar gelagerten Kantbolzen 52 einbringen kann.
In 7 ist eine schematische Ansicht von oben auf das Oberwerkzeug 11 gemäß 6 dargestellt. Aus dieser Ansicht wie auch aus der Seitenansicht gemäß 6 ist zu ersehen, dass die Biegekante 38 des Werkzeugkörpers 39 außermittig zur Positionsachse 35 angeordnet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Biegekante 38 außerhalb einer Umfangsfläche 71 des Grundkörpers 33 angeordnet ist. Diese Umfangsfläche 71 bildet eine äußere umlaufende Mantelfläche der zylindrisch ausgebildeten Grundkörper 33. Die Biegekante 38 ist bevorzugt außerhalb einer Projektionsfläche P des Grundkörpers 33 angeordnet. Diese Projektionsfläche P des Grundkörpers 33 ergibt sich bei einer Ansicht entlang der Positionsachse 35 auf den Grundkörper 33. Die Projektionsfläche P kann abweichend von der Umfangsfläche 71 beispielsweise als eine Kreisfläche angesehen werden, welche dem maximalen Außenumfang des Grundkörpers 33 entspricht.
Die Biegekante 38 kann tangential an die Projektionsfläche P angrenzen oder außerhalb der Projektionsfläche P vorgesehen sein.
Zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks 10 wird die Positionsachse 35 des Oberwerkzeugs 11 zur Positionsachse 48 des Unterwerkzeugs 9 derart ausgerichtet beziehungsweise verfahren, so dass zwischen der Positionsachse 35 und der Positionsachse 48 ein Abstand gebildet wird, der sich beispielsweise aus einem Abstand A sowie der Materialstärke S des zu bearbeitenden Werkstücks 10 ergibt. Der Abstand A entspricht der außermittigen Anordnung der Biegekante 38 zur Positionsachse 35 am Oberwerkzeug 11. Diese Positionierung des Oberwerkzeugs 11 zum Unterwerkzeug 9 kann durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs 11 und/oder des Unterwerkzeugs 9 relativ zueinander entlang beispielsweise der unteren Positionierachse 25 und/oder der oberen Positionierachse 16 der Werkzeugmaschine 1 erfolgen. Das Oberwerkzeug 11 ist bezüglich seiner Ausrichtung des Werkzeugkörpers 39 mit seiner Biegekante 38 auf die Nut 63 am Kantbolzen 52 ausgerichtet.
In den 9 bis 13 sind einzelne Arbeitsschritte dargestellt, die eine biegende Verformung einer Abkantung oder Lasche 62 (13) am Werkstückteil 81 zum Werkstück 10 zeigen, so dass die abgekantete Lasche 62 oder eine Aufkantung gebildet wird. Das Werkstück 10 wird mit der Vorschubeinrichtung 22 über die Steuerung 15 angesteuert. Das Werkstück 10 wird in und entgegen der X-Achse verfahren und in einer Bearbeitungsposition zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 positioniert, in welcher ein teilweise freigeschnittenes Werkstückteil 81 oder eine freigeschnittene Lasche 83 in einer Positionsachse 40 beziehungsweise Hubachse 30 des Unterwerkzeugs 9 oberhalb des Kantbolzens 52 angeordnet ist. Eine solche Position des Werkzeugs 31 ist beispielsweise in einer ersten Seitenansicht in 9 und in einer weiteren Ansicht in 10 dargestellt. Diese Ausrichtung in 10 entspricht auch der in 6. Das Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 werden entlang der Y-Achse verfahren und/oder um deren Positionsachse 35, 48 gedreht so dass diese entsprechend dem gewünschten Verlauf der Biegelinie der zu erstellenden Abkantung 62 ausgerichtet sind. Das abzukantende Werkstückteil 81 überdeckt die fensterartige Aussparung oder Öffnung 46 der Auflagefläche 47. Der das Werkstückteil 81 umgebende Bereich des Werkstücks 10 liegt auf der Auflagefläche 47 auf. Nach der Einnahme einer Solllage des Werkstücks 10 mit dem betreffenden Werkstückteil 81 wird beispielsweise das Oberwerkzeug 11 entlang der Hubachse 14 beziehungsweise der Positionsachse 35 auf das Unterwerkzeug 9 abgesenkt. Die Basisfläche 43 des Werkzeugkörpers 39 läuft dabei auf das Werkstück 10 auf und hält dieses dazwischen klemmend (11). Beim weiteren Absenken des Oberwerkzeugs 11 in Richtung auf das Unterwerkzeug 9 verlagert sich die Auflagefläche 47 entgegen einer Rückstellkraft von wenigstens einem Federelement 59 in Richtung auf den Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9. Auch kann das Unterwerkzeug 9 in Richtung Oberwerkzeug 11 angehoben werden. Ebenso ist eine gemeinsame Verfahrbewegung aufeinander zu ansteuerbar. Dabei wird das Werkstück 10 mit der Unterseite der Lasche 62 gegen den Betätigungsschenkel 65 des zunächst noch in Ruhestellung sich befindlichen Kantbolzen 52 gedrückt. Beim weiteren Verringern des Abstandes zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 wird der Kantbolzen 52 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 58 um seine Drehachse 53 gedreht und schwenkt mit seinem Druckschenkel 66 durch die fensterartige Öffnung 46 hindurch und über die Auflagefläche 47 hinaus in Richtung auf den Werkzeugkörper 39. Dadurch wird über den Druckschenkel 66 des Kantbolzens 52 die Abkantung der Lasche 62 bewirkt, wie aus 12 hervorgeht. Die Drehbewegung des Kantbolzens 52 und damit auch die Abkantung des Werkstückteils 81 endet sobald das Oberwerkzeug 11 beziehungsweise dessen Werkzeugkörper 39 seine in 12 dargestellte Endstellung eingenommen hat. Der Arbeitshub des Oberwerkzeuges 11 ist damit beendet. Die abgekantete Lasche 62 am Werkstückteil 81 schließt mit dem restlichen Werkstück 10 einen dem Öffnungswinkel der Nut 63 an dem Kantbolzen 52 entsprechenden Winkel von beispielsweise 88 ° ein und ist dementsprechend gegenüber dem gewünschten Abkantwinkel β von 90 ° geringfügig überbogen. Auch andere Biegewinkel oder Abkantwinkel β können so erzeugt werden.
Das Oberwerkzeug 11 wird entlang der Hubachse 14 abgehoben. Ergänzend kann diese Bewegung unmittelbar oder verzögert mit einer Verfahrbewegung entlang der oberen Positionierachse 16 überlagert werden. Nach der Entlastung des Werkstücks 10 durch den Werkzeugkörper 39 kehrt die Auflage 47 in eine Ausgangslage zurück. Ebenso wird der Kantbolzen 52 in eine Ausgangsposition zurückgeführt. Darauffolgend kann auch die abgekantete Lasche 62 am Werkstückteil 81 in ihre Lage zurückfedern und beispielsweise ein Sollwinkel von 90 ° einnehmen, wie dies beispielsweise in 14 dargestellt ist.
Durch die außerhalb der Projektionsfläche P liegende Biegekante 38 des Oberwerkzeugs 11 kann eine Länge der Lasche 62 abgekantet werden, die größer als ein Abstand zwischen einer Unterseite des Grundkörpers 33 des Oberwerkzeugs 11 und der dazu beabstandeten Biegekante 38 ist. Dadurch wird die Flexibilität bei der Bearbeitung zur Abkantung von Laschen 62 erhöht werden.
Durch die verfahrbare Ansteuerung des Oberwerkzeuges 11 und/oder des Unterwerkzeuges 9 entlang der oberen Positionierachse 16 und/oder der unteren Positionierachse 25 können auch an der Lasche 62 sich befindliche Durchzüge problemlos bearbeitet werden. Unmittelbar nach dem Abheben des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeugs 11 vor dem Werkstück 10 kann eine Verfahrbewegung entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse 16, 25 des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 eingeleitet werden, so dass nach einer weiteren Abhebebewegung des Oberwerkzeugs 11 die Biegekante 38 störungsfrei an dem Durchzug vorbeigeführt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann auch die Vorschubsteuerung 22 das Werkstück 10 entsprechend verfahren.
In 15 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Oberwerkzeuges 11 zu 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Werkzeugkörper 39 eine Längsachse 40 aufweist, die in der Positionsachse 35 liegt. Dieser Werkzeugkörper 39 kann beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sein, wobei eine Seitenfläche gegenüber dem Grundkörper 33 seitlich nach außen geneigt ist, um außerhalb einer Projektionsfläche des Grundkörpers 33 eine Biegekante 38 auszubilden. Bei dieser Ausführungsform kann die Basisfläche 43 parallel zur Werkstückebene ausgerichtet sein beziehungsweise senkrecht zur Positionsachse 35. Alternativ kann diese auch in Richtung auf den Grundkörper 33 geneigt sein.
In 15 ist des Weiteren schematisch eine zweite Ausführungsform des Oberwerkzeuges 11 als Alternative strichliniert dargestellt. Die Strichlinie geht ebenfalls in die Basisfläche 43 über und endet mit einer Biegekante 99 in der Positionsachse 35. Der Werkzeugkörper 39 weist somit eine in der Positionsachse 35 liegende Biegekante 99 als auch eine außerhalb des Grundkörpers 33 liegende Biegekante 38 auf. Somit kann ein Oberwerkzeug 11 geschaffen werden, bei welchem einerseits kurze Laschen oder Abkantungen 62 hergestellt werden können, deren Abstand von der innerhalb der Projektionsfläche P liegenden Biegekante bis zu einer Unterseite des Grundkörpers 33 bestimmt ist als auch darüber hinaus längere Abkantungen 62 gebildet werden, nämlich durch die außerhalb des Grundkörpers 33 angeordnete Biegekante 38. Die Biegekante 99 kann auch außermittig beziehungsweise außerhalb der Positionsachse 35 jedoch innerhalb der Projektionsfläche P liegen.
In 16 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Oberwerkzeuges 11 zu 6 dargestellt. Bei diesem Oberwerkzeug 11 ist vorgesehen, dass der Werkzeugkörper 39 eine Basisfläche 43 aufweist, welche sich entlang der Werkstückebene erstreckt, so dass eine Auflagefläche geschaffen wird, die von der Positionsachse 35 bis zur Biegekante 38 sich erstreckt oder sogar von einer der Biegekante 38 gegenüberliegenden Seite der Positionsachse 35 bis zur Biegekante 38 erstreckt. Der Werkzeugkörper 39 weist eine L-förmige Kontur auf. Eine solche Kontur des Werkzeugkörpers 39 weist den Vorteil auf, dass eine Mehrfachabkantung 62, 64 am Werkstück 10 eingebracht werden kann.
Zunächst wird ein Biegevorgang für die erste Abkantung 62 durchgeführt, wie dies in den 9 bis 13 beschrieben ist. Darauffolgend wird das Werkstück 10 verfahren, so dass dieses für die nachfolgende Abkantung 64 in die Position zum Kantbolzen 52 gebracht wird. Darauffolgend kann das Oberwerkzeug 11 durch eine vertikale Hubbewegung entlang der Hubachse 14 zum Kantbolzen 52 verfahren werden, um eine weitere Abkantung 64 auszubilden. Da die Biegekante 38 des Werkzeugkörpers 39 bereits an der ersten Abkantung 62 vorbeigeführt ist, bevor die Biegekante 38 auf dem Werkstück 10 aufliegt und die nachfolgende Abkantung 64 erzeugt, kommt es zu keiner Kollision mit der ersten Abkantung 62. Alternativ kann das Oberwerkzeug 11 zum Unterwerkzeug 9 auch durch eine geneigte Hubbewegung oder Anfahrbewegung zugestellt werden. Nachdem die Basisfläche 43 an dem Werkstück 10 anliegt erfolgt der weitere Abkantprozess in Analogie zu den vorbeschriebenen 10 und 12 für die zweite Abkantung 64 oder weitere Abkantung.
Da bei dieser beispielhaft dargestellten zweifach Abkantung mit einem Winkel von jeweils 90 ° ein vertikales Abheben des Oberwerkzeugs 11 gegenüber dem Unterwerkzeug 9 wegen einer Kollision mit dem Werkstück 10, insbesondere der ersten Abkantung 62, nicht möglich ist, können folgende Strategien erfolgen. Eine erste Ansteuerung des Oberwerkzeugs 11 ist, dass dieses nun geringfügig entlang der Hubachse 14 angehoben wird, um ein Verkratzen an der Oberfläche des Werkstücks 10 in einer weiteren Verfahrbewegung zu vermeiden. Anschließend oder ohne eine vorherige kurze Anhebebewegung wird das Oberwerkzeug 11 entlang der oberen Positionierachse 16 aus der Mehrfachabkantung herausgeführt, bis die Biegekante 38 gegenüber einem freien Ende 98 der ersten Abkantung 62 frei kommt, um anschließend eine Hubbewegung entlang der Hubachse 14 durchzuführen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Oberwerkzeug zunächst geringfügig entlang der oberen Positionierachse 16 verfahren wird, um darauffolgend eine Drehbewegung um die Positionsachse 35 anzusteuern, so dass die Biegekante 28 aus der Mehrfachabkantung 62, 64 herausgeschwenkt werden kann. Darauffolgend kann eine weitere Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs 11 für den nachfolgenden Bearbeitungsvorgang angesteuert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2527058 B1 [0002]
DE 29018936 U1 [0003]

Claims

Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug (11) und mit einem Unterwerkzeug (9), die zur Bearbeitung des dazwischen angeordneten Werkstücks (10) in einer Hubrichtung aufeinander zu und in Gegenrichtung bewegbar sind und das Oberwerkzeug (11) einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (35) liegen und mit einer dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend am Grundkörper (33) angeordneten Werkzeugkörper (39), der eine Biegekante (38) aufweist und das Unterwerkzeug (9) einen Grundkörper (41) aufweist, der einen Drehkörper (52) aufnimmt, welcher in eine Richtung der Biegekante (38) des Werkzeugkörpers (39) verlaufenden Drehachse (54) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (33) des Oberwerkzeuges (11) senkrecht zur Positionsachse (35) und in Hubrichtung gesehen eine Projektionsfläche (P) bildet und die Biegekante (38) des Werkzeugkörpers (39) tangential an die Projektionsfläche (P) angrenzt oder außerhalb der Projektionsfläche (P) vorgesehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (P) durch eine Umfangsfläche (71) des Grundkörpers (33) des Oberwerkzeuges (11) bestimmt ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (39) eine an die Biegekante (38) angrenzende Basisfläche (43) und gegenüberliegend eine an die Biegekante (38) angrenzende geneigte Fläche (44) aufweist und der Werkzeugkörper (39) der Biegekante (38) gegenüberliegend einen Flächenabschnitt (50) aufweist, der in den Grundkörper (33) übergeht oder an dem Grundkörper (33) befestigbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsachse (35) in dem Anschlussabschnitt (50) des Werkzeugkörpers (39) liegt.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsache (40) des Werkzeugkörpers (39) gegenüber der Positionsachse (35) am Oberwerkzeug (11) geneigt ist.
Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, – mit einem Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist und mit einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang der oberen Positionierachse (16) verfahrbar ist, – mit einem Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und welches entlang einer unteren Hubachse (30) mit einer Hubantriebvorrichtung (27) in Richtung auf das Oberwerkzeug (11) und in Gegenrichtung bewegbar ist und entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeugs (11) ausgerichtet und mit einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang der unteren Positionierachse (25) verfahrbar ist, – mit einer Steuerung (15), durch welche die motorische Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs (11, 9) ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs (11) entlang der oberen Positionierachse (16) und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs (9) entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und – dass ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Bearbeiten von Werkstücken (10) vorgesehen ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeugs (11) und/oder Unterwerkzeug (9) mit einer Hubbewegung und/oder einer Drehbewegung um die Positionsachse (35, 48) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise Blechen, – bei dem ein Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist, mit einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang der oberen Positionierachse (16) verfahren wird, – bei dem ein Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeugs (11) ausgerichtet ist, mit einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang der unteren Positionierachse (25) verfahren wird, – bei dem mit einer Steuerung (15) die Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs (11, 9) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Werkzeug (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Bearbeitung der Werkstücke (10) eingesetzt wird und – dass das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) zumindest mit einer Hubbewegung angesteuert werden, bei der die Positionsachsen (35, 48) parallel zueinander beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Positionsachsen (35, 48) zwischen dem Unterwerkzeug (9) und dem Oberwerkzeug (11) angesteuert wird, der sich aus dem Abstand der Biegekante (38) zur Positionsachse (35) am Grundkörper (33) des Oberwerkzeugs (11) und zumindest aus einer Materialstärke (S) des zu bearbeitenden Werkstücks (10) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Oberwerkzeug (11) und dem Unterwerkzeug (9) eine Hubbewegung angesteuert wird, bei welcher in einer ersten Hubphase des Oberwerkzeugs (11) entlang einer Hubbewegung außerhalb der Hubachse (14) angesteuert wird und kurz vor dem Aufliegen der Biegekante (38) des Werkzeugkörpers (39) auf dem Werkstück (10) oder beim Aufliegen auf dem Werkstück (10) eine zweite Hubphase entlang der Hubachsen (14, 30) eingeleitet wird.